偏光変調・高感度反射赤外分光法による光励起プロセスの計測

使用偏振调制和高灵敏度反射红外光谱测量光激发过程

• 批准号: 02253212
• 负责人: 佐藤 真理
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02253212/
• 关键词: 表面光化学反応; 高感度反射赤外分光; 鉄カルボニル; 偏光変調

本研究では広い波長範囲の光を光源として用いるためにシンクロトロン放射光施設中に装置を作製した。本装置は通常の偏向部から出る放射光を差動排気部を通して超高真空仕様の反応・照射部に入射し、遠赤外光から波長約1nmの光まで用いることができる。さらに、固体表面上の光化学プロセスを研究するためには清浄な表面を得ることが重要なので、本研究ではタ-ボ分子ポンプで排気される超高真空チェンバ-を作製した。チェンバ-には反射赤外分光のための超高真空用BaF2窓、ガス分析用の四重極質量分析計、XYZマニピュレ-タなどが取り付けられている。また試料を1400K以上に加熱したり、100Kまで冷却できる加熱・冷却機構を作製した。偏光変調・高感度反射赤外分光を行うためにFTIRに外部光取り出し機構を付け、偏光子、光弾性変調器、MCT検出器および信号処理系からなる装置を作製した。高感度反射赤外分光の効果を調べるために、白金およびシリコンに低温で吸着したFe(CO)_5について感度の入射角依存の測定を行った。その結果、理論から予測されるように、白金上での感度は入射角が大きいほど高くなるのに対し、シリコン上では約82°の入射角で最大となり、それ以上では低下することが分かった。また、白金上ではFe(CO)_5の単分子吸着層を十分な感度で測定できるが、シリコン上では感度がかなり下がることが分かった。次に、偏光変調の効果について検討した結果、感度が約2倍向上することが分かった。偏光変調の周波数は現在、62KHzとしているが、これを高くすればさらに感度は向上する。作製した装置を用いて白金上に吸着したFe(CO)_5の光分解反応の測定を行った。シンクロトロン放射光の波長310および110nm以上の光を照射したところ、前者では分解生成物が赤外分光で検出されなかったが、後者ではFe_3(CO)_<12>と見られる生成物が見いだされた。

This study で は hiroo い wavelength van 囲 の を light source と し て in い る た め に シ ン ク ロ ト ロ ン radiation light facilities を に device in system し た. This device は の bias department usually か ら out る ray を differential row 気 を tong し て ultra high vacuum shi others の anti 応 に incident し irradiation department and far red outside light か ら about 1 nm wavelength light の ま で with い る こ と が で き る. さ ら に, the solid surface の photochemical プ ロ セ ス を research す る た め に は qing を な surfaces at る こ と が important な の で, this study で は タ - ボ molecular ポ ン プ で row 気 さ れ る ultra high vacuum チ ェ ン バ - を cropping し た. チ ェ ン バ - に は reflect red outside light の た め の ultra high vacuum with BaF2 窓, ガ ス analysis with の quad extreme quality analysis meter, XYZ マ ニ ピ ュ レ - タ な ど が take り pay け ら れ て い る. ま た sample を above 1400 k に heating し た り, 100 k ま で cooling で き る を heating, cooling mechanism on system し た. Polarization - adjustable Gao Gan) reflection spectral を outside barefoot う た め に FTIR に external light り し institutions pay け を, partial photonic, 弾 sex - light tones, MCT 検 extractor お よ 処 manage び signal か ら な る device を cropping し た. Gao Gan degrees outside reflection red spectral の unseen fruit を adjustable べ る た め に, platinum お よ び シ リ コ ン に cryogenic で sorption し た Fe (CO) _5 に つ い て sensitivity の incidence Angle dependent の line measurement を っ た. そ の results, theoretical か ら be さ れ る よ う に, platinum on で の sensitivity は incidence Angle が big き い ほ ど high く な る の に し, seaborne シ リ コ ン on で は about 82 ° の incidence Angle で biggest と な り, そ れ above で は low す る こ と が points か っ た. ま た, platinum on で は Fe (CO) _5 の 単 molecule sorption layer を very な sensitivity determination of で で き る が, シ リ コ ン on で は sensitivity が か な り under が る こ と が points か っ た. The following に, the effect of the polarized light change is に に て検 て検 て検 compared with the <s:1> た result, and the sensitivity が is about 2 times higher than the する とが とが score った った. The frequency of the polarized light modulation of the current, 62KHz, と, て, て, るが, and the <s:1> れを high くすればさらに sensitivity <e:1> is upward する. A <s:1> た device を was prepared. The <s:1> たFe(CO)_5 <s:1> photodecomposition reaction 応 was used to determine the を process った on に て て platinum. の シ ン ク ロ ト ロ ン radiation light wavelength 310 お よ び above 110 nm の を sunlight し た と こ ろ, the former で は decomposition products が outside the red spectral で 検 out さ れ な か っ た が, the latter で は Fe_3 (CO) _ < 12 > と see ら れ る products が see い だ さ れ た.

项目成果

佐藤 真理: "粉末酸化チタンの光触媒機能" 表面. 28. 427-437 (1990)

Mari Sato：“粉末状氧化钛的光催化功能”表面28. 427-437 (1990)。

Shinri Sato: "IR study on the photochemistry and adsorption states of iron carbonyls adsorbed on alumina" J.Phys.Chem.

Shinri Sato：“氧化铝上吸附的羰基铁的光化学和吸附状态的红外研究”J.Phys.Chem。

Shinri Sato: "Photochemical formation of 〔HFe_3(CO)_<11>〕^ー and 〔HFe(CO)_4〕^ー from Fe(CO)_5 adsorbed an bydrated alumina" J.Chem.Soc.Chem.Commun.1032-1033 (1990)

Shinri Sato：“Fe(CO)_5 吸附水合氧化铝时光化学形成〔HFe_3(CO)_<11>〕^ー 和〔HFe(CO)_4〕^ー”J.Chem.Soc.Chem.Commun。 1032-1033 (1990)

Tadayoshi Ohmori: "Effects of surface base sites on the Photolysis of iron carbonyls adsorbed on silica" Langmuir.

Tadayoshi Ohmori：“表面碱基位点对吸附在二氧化硅上的羰基铁的光解作用的影响”Langmuir。